bakalářská práce

Analýza faktorů ovlivňujících provoz plynové mikroturbíny

Text práce 2.67 MB Příloha 616.92 kB

Autor práce: Ing. Petra Kostrhounová

Ak. rok: 2019/2020

Vedoucí: Ing. Eva Konečná, Ph.D.

Oponent: doc. Ing. Vítězslav Máša, Ph.D.

Abstrakt:

Tato bakalářská práce se zabývá posouzením provozních parametrů plynové mikroturbíny. První část se věnuje plynové mikroturbíně, její funkci a jednotlivým konstrukčním součástem. Dále je popsáno možné využití v rámci kombinované výroby elektřiny a tepla a přehled hlavních výrobců zařízení na současném trhu. Teoretická část práce na základě rešerše odborných studií shrnuje vybrané faktory, které ovlivňují elektrickou účinnost plynové mikroturbíny, konkrétně se jedná o teplotu a relativní vlhkost vzduchu, atmosférický tlak a parametry různých druhů paliva. V poslední části se práce zaměřuje na konkrétní provoz plynové mikroturbíny Capstone C30. Jsou analyzována data z experimentálních měření a je z nich určena elektrická účinnost, která je srovnána s teoretickými předpoklady. Na závěr je diskutován vliv změřených parametrů na elektrickou účinnost zařízení a navrhnut ideální průběh experimentu.

Klíčová slova:

plynová mikroturbína, elektrická účinnost, okolní podmínky, teplota zemního plynu, Capstone C30

Termín obhajoby

15.07.2020

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znamkaAznamka

Klasifikace

A

Průběh obhajoby

Studentka prezentovala bakalářskou práci, která se zabývá faktory ovllivňujícími provoz plynové mikroturbíny. Byla představena plynová mikroturbína, její hlavní charakteristiky a princip fungování. Studentka popsala jednotlivé faktory, které ovlivňují provoz a účinnost mikrturbíny. To jsou okolní teplota, tlak, vlhkost vzduchu a složení paliva. Následně byly uvedeny a vysvětleny výsledky výpočtové části práce, která čerpala z archivních dat. Ty byly porovnány s výsledky literární rešerše, v neposlední řadě byl navržen experiment, který by doplnil poznatky a zpřesnil výsledky. Studentka po prezentaci bakalářské práce odpověděla na doplňující otázky oponenta.

Jazyk práce

čeština

Fakulta

Ústav

Studijní program

Strojírenství (B3S-P)

Studijní obor

Základy strojního inženýrství (B-STI)

Složení komise

prof. Dr. Ing. Marcus Reppich (předseda)
doc. Ing. Vítězslav Máša, Ph.D. (místopředseda)
prof. Ing. Zdeněk Jegla, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Martin Pavlas, Ph.D. (člen)
Ing. Pavel Lošák, Ph.D. (člen)
Ing. Pavel Skryja, Ph.D. (člen)
Ing. Jan Pokorný, CSc. (člen)
Ing. Zdeněk Jůza, Ph.D., MBA (člen)

Posudek vedoucího
Ing. Eva Konečná, Ph.D.

Bakalářská práce byla zaměřena na vyhodnocení faktorů, které ovlivňují provoz plynové mikroturbíny. V práci jsou popsány okolní podmínky a jejich vliv na účinnost a provoz mikroturbíny. Vzhledem k epidemiologické situaci nebylo možné provést nové měření v laboratoři, výsledky rešerše odborné literatury byly ověřeny na archivních datech. Pozornost autorka věnovala i návrhu experimentu pro nové měření a přesné ověření závěrů. I přesto, že práce byla zpracována důsledně a na dobré úrovni, najde se v textu několik nepřesných formulací a překlepů, větší důraz mohl být kladen na konkrétní závěry a tvrzení vyplývající z analýzy dat. Studentka docházela na pravidelné konzultace, pracovala pečlivě a samostatně. Celkově téma zpracovala zodpovědně a splnila všechny body zadání. Celkově hodnotím práci známkou A, a práci doporučuji k obhajobě.
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita B
Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry B
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací A
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Známka navržená vedoucím: A

Bakalářská práce přináší podrobnou analýzu faktorů ovlivňujících účinnost plnových mikroturbín. Svým rozsahem vhodně pokrývá teorii potřebnou pro praktické posouzení účinnosti, přičemž vychází převážně ze zahraničních publikací. Teoretická část však místy postrádá návaznost na zbytek práce. Zmiňuje se zde např. dělení turbín na axiální a radiální, přitom později není využito. Nešťastným způsobem je zde také představen vliv druhu paliva na účinnost turbíny. Úvodní poznatky mohly být jednoznačněji shrnuty v přehledném porovnání významnosti jednotlivých faktorů (náznak je v kap. 3.2). 
Uvedené nedostatky teoretické úvodu autorka nahrazuje excelentní analýzou v praktické části práce. Nemožnost provést měření v laboratoři kvůli omezením spojeným s šířením koronaviru převedla v obrovskou přednost své práce. Využila totiž historická data z předchozích měření na mikroturbíně Capstone C30 instalované v Laboratoři energeticky náročných procesů NETME Centre a provedla jejich důkladné vyhodnocení. Výsledkem je řada cenných poznatků pro posuzování vlivu prostředí na účinnost mikroturbín. Některé z nich nejsou ani diskutovány v odborné literatuře (např. teplota paliva nebo vliv rozdílu mezi LHV a HHV při výpočtu). Autorka přetavila výsledky svojí práce do základních doporučení pro provádění experimentů na turbíně. Tento směr doporučuji rozvést v navavzující diplomové práci, tj. zpracovat důkladnou metodiku měření a prakticky ji ověřit.
Práce naplňuje veškerá očekávání spojená s bakalářským projektem a v mnoha ohledech je překonává.
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry B
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti C
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací A
Otázky k obhajobě:
  1. 2) V tabulce 2 je porovnání elektrické účinnosti turbíny při použití různých paliv. Je zde uveden také vliv vstřikování páry (steam injection). Vysvětlete, proč vstřikování páry u zemního plynu účinnost zvyšuje a u syntetického plynu nikoliv.
  2. 1) V kap. 4.4 uvádíte, že výsledná hodnota elektrické účinnosti mikroturbíny se liší v závislosti na použití výhřevnosti (LHV) nebo splaného tepla (HHV) při výpočtu příkonu. Uveďte, ke které veličině se osobně přikláníte a proč?

Známka navržená oponentem: A

Odpovědnost: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová